固定翼無人機的直線路徑跟隨控制及其應(yīng)用.pdf

1、在過去的幾十年里，無人機技術(shù)在國內(nèi)外被廣泛研究，不僅在軍事領(lǐng)域方面具有很大的應(yīng)用前景，而且現(xiàn)在也經(jīng)常在民事和商業(yè)應(yīng)用中有所涉及。對于無人機的一些特殊應(yīng)用，比如地圖繪制、巡邏監(jiān)視和搜尋解救等，這些任務(wù)的實現(xiàn)需要使無人機跟隨到一條給定的路徑，這就是路徑跟隨問題。如何更迅速、更有效地收斂到待跟蹤路徑是無人機路徑跟隨研究的主要目的。另外，隨著計算機和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，無人機已經(jīng)具有更先進的功能，不僅具有車載傳感器、控制器和處理器，還有存儲和

2、聯(lián)網(wǎng)通訊能力。將無人機應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)據(jù)近年來得到很大的關(guān)注，而且研究表明移動節(jié)點的加入能夠解決網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點存在的能耗不均衡現(xiàn)象，而且可以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。
　　本文主要研究無人機對于給定的固定高度直線路徑的跟隨控制問題，并考慮將其應(yīng)用到一類線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，用于節(jié)點數(shù)據(jù)的收集和傳輸，減少節(jié)點由于多跳傳輸產(chǎn)生的能量消耗。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)第二章研究無人機的直線路徑跟隨控制：在無人機二維平面運動學(xué)

3、模型下，考慮無人機對于固定高度的直線路徑跟隨問題。本章主要基于向量場的思想，利用視線導(dǎo)引法計算得到無人機到給定直線路徑的一個理想的航向角向量場，并根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性設(shè)計航向角輸入命令控制器。最后，通過仿真實驗證明所提方法的有效性和實用性。
　　(2)第三章考慮將無人機應(yīng)用到線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中：利用無人機作為移動數(shù)據(jù)收集器，在線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沿直線移動進行數(shù)據(jù)的收集并轉(zhuǎn)發(fā)給sink節(jié)點。在所考慮的模型中，傳感器節(jié)點為線型均勻